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DITIOCARBAMATO EM MAMÃO
Simpósio Brasileiro sobre Resíduos de Agrotóxicos em Alimentos
Agência Nacional de Vigilância Sanitária Abril 2006
Conselho Nacional de DesenvolvimentoCientífico e Tecnológico
Conselho Nacional de DesenvolvimentoCientífico e Tecnológico
PARCERIAS
CENTRO PLURIDISCIPLINAR DE PESQUISAS BIOLÓGICAS QUÍMICAS E AGRÍCOLAS (CPQBA) – UNICAMP
EMBRAPA MANDIOCA E FRUTICULTURA
EMBRAPA MEIO AMBIENTE
EMPRESA BAIANA DE DESENVOLVIMENTO AGRÍCOLA (EBDA)
INSTITUTO ADOLFO LUTZ
INSTITUTO CAPIXABA DE PESQUISA E EXTENSÃO RURAL (INCAPER)
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
LABORATORIO THONSOM DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – UNICAMP
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECMENTO (MAPA)
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25%da produção mundial1.5 milhões de ton./ano (FAO, 2002)
Nordeste e Sudeste são as principais regiões
da produção nacional Espírito Santo - 420.500 ton/ano
Bahia – 860.000 ton/ano
Rechaço de frutos no mercado internacional
Diferenças nos Limites Máximos de Resíduos (MRLs ) Brasil 3,0 mg kg-1 Estados Unidos 10,0 mg kg-1 União Européia 0,05 mg kg-1
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A produção de mamão requer o uso constante de fungicidas e mancozebe é o mais importante
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ANÁLISE DE RESÍDUOS DE DITIOCARBAMATOS
Faz uso de métodos indiretos baseados na quantifcação de CS2 gerado numa hidrólise ácida
H
H
S
N
N
C
S
S_
_ M++
NH2
NH2
+
H N N H
S
CS2+
2 CS2ácido
básico
C
SH
H
S
N
N
C
S
S_
_ M++
NH2
NH2
+
H N N H
S
CS2+
2 CS2ácido
básico
C
S
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ANÁLISE DE RESÍDUOS DE DITIOCARBAMATOS
Problema é a formação fitogênica de CS2 na cultura analisada
Algumas espécies podem alcançar os LMR
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SISTEMA GLICOSINOLATO/MIROSINASE NAS PLANTAS
Glicosinolatos são compostos derivados de uma oxima contendo enxofre
Nas plantas são acompanhados por uma enzima hidrolítica, mirosinase.
Acredita-se que detêm herbívoros e patógenos.
Característicos de todas as Brassicaceae: mas ocorrem em outras famílias (Akaniaceae, Bataceae, Brassicaceae, Bretschneideraceae, Capparaceae, Caricaceae, Gyrostemonaceae, Koeberliniaceae, Limnanthaceae, Moringaceae, Pentadiplandraceae, Resedaceae, Salvadoraceae, Tovariaceae, and Tropaeolaceae).
Fonte: Rodman, J.E. et al. American Journal of Botany 85 (7) : 997–1006. 1998.
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FORMAÇÃO DE NITRILA E ISOTIOCIANATO A PARTIR DE GLICOSINOLATOS
+ H + R
N OSO3_
SHS_
R
N OSO3_
glicoseS
C
R
N
OSO3_
D-glicose
H2OMirosinase
pH 7
SO42_
pHbaixo
HSO4_
RS
N: :
R N C S
ISOTIOCIANATO
NITRILA
Rearranjo de Lossen
R C N S+
Danos aos tecidos da planta ativam a enzima mirosinase que hidrolisa o glicosinolato
Um intermediário instável perde sulfato e sofre rearranjo não enzimático para ITC, TC ou Nitrila
Nitrila é favorecida a baixo pH e em meio neutro é favorecida a formação de isotiocianato
Esses produtos de degradação dos glucosinolatos funcionam como aleloquímicos na proteção das plantas.
DECOMPOSIÇÃO DE ISOTIOCIANATOS
R N C S
H2O/H+
H2S/H+
R NH 3+
R NH 3+ +
+ COS
CS2
COS + H2O H2S + CO2
Pecháček, R. et al. J. Agric. Food Chem. 45, 4584-4588, 1997
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AREAS DE EXPERIMENTAÇÃO EM CAMPO
EXPERIMENTOS DE CAMPO
Mudas obtidas a partir de sementes sem qualquer tratamento com agroquímicos sulfurados
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EXPERIMENTOS DE CAMPO
Aspecto da cultura , Junho 2003, Teixeira de Freitas Sunrise Solo e Golden
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EXPERIMENTOS DE CAMPO
Cultivar Golden, Janeiro 2003, Barreiras, BA
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EXPERIMENTOS DE CAMPO
Áreas de reflorestamento e pastagem vizinhas a parcela do mamão, Linhares, ES
• A • B
• D• C
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ANÁLISE Três métodos analíticos foram utilizados:
espectrofotométrico, headspace, partição isooctano
Unidades de frutos inteirosCortados e homogeneizados
Fração dos frutos polpa, casca e sementes
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CONCENTRAÇÃO MÉDIA DE CS2 EM AMOSTRAS DE MAMÃO CONTROLE (mg kg-1)
Cultivar Local Isooctano Headspace Espectrofotométrico
Golden
Barreiras 0,03+0,03 - 0,50+0,66
Linhares 0,03+0,02 0,21+0,25 0,79+0,31
Cruz das Almas
0,21+0,15 - -
Teixeira de Freitas
0,02+0,02 0,06+0,03 -
TainungBarreiras 0,01+0,02 - 0,24+0,25
Sunrise solo
Cruz das Almas
0,02+0,01 - -
Teixeira de Freitas
0,02±0,01 0,03+0,02 -
n = 3 a 18
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PROBABILIDADE DE SE OBSERVAR CONCENTRAÇÕES DE CS2 ACIMA DE 0.05 mg kg-1
Assumindo uma distribuição normal, essas probabilidades seriam:
35 % para o método do isooctano
61 % para o método de headspace
88 % para o método espectrofotométrico
Pela distribuição da probabilidade empírica acumulada seriam:
12 % para o método do isooctano,
55 % para o método de headspace
94 % para o método espectrofotométrico
De 16 amostras analisadas
somente uma <0.05 mg kg-1
94 % método espectrofotométrico
55 % método headspace12 % método isooctano
Figure 1 - Isooctane method
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,00 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 1,35 1,50
CS2 (mg kg-1)
%
accum_norm
accum_freq
Figure 2 - Headspace method
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,00 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 1,35 1,50
CS2 (mg kg-1)
%
accum_norm
accum_freq
Figure 3 - Spectrophotometric method
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,00 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 1,35 1,50
CS2 (mg kg-1)
%
accum_norm
accum_freq
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CROMATOGRAMAS DE EXTRATOS EM ISOOCTANO DE SEMENTES (A) E CASCA (B) DE MAMÃO MONITORANDO O ION
DE MASSA 76Overlaid Chromatogram Plots
File: c:\... \regina\consultorias\am_02a 06-11-03 16;49;30 1.smsSample: am_02a Operator: JLPJScan Range: 1 - 997 Time Range: 0.00 - 15.98 min. Date: 06/11/03 16:49
2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0minutes
0
10
20
30
kCounts
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
kCounts
RIC all am_02a 06-11-03 16;49;30 1.sms
Ion: 76 all am_02a 06-11-03 16;49;30 1.sms
CS2
Segment 1 Seg 2 Segment 3 4 Segment 5
157 314 472 626 780 935Scans
Overlaid Chromatogram Plots
File: c:\... \regina\consultorias\am_01b 07-11-03 09;03;29 1.smsSample: am_01b Operator: JLPJScan Range: 1 - 995 Time Range: 0.00 - 15.97 min. Date: 07/11/03 09:03
2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0minutes
0
10
20
30
40
kCounts
0
250
500
750
Counts
RIC all am_01b 07-11-03 09;03;29 1.sms
Ion: 76 all am_01b 07-11-03 09;03;29 1.smsCS2
Segment 1 Seg 2 Segment 3 4 Segment 5
156 311 467 621 775 933Scans
BA
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COMPOSTOS SULFURADOS IDENTIFICADOS NAS FRAÇÕES DE MAMÃO CONTROLE DA CULTIVAR
GOLDEN Compostos Tempo de retenção* (min)
Sementes 1 Sementes 2 Casca 1 Casca 2
sulfeto de carbonila 1.27 1.26 - 1.26
dimetil sulfeto 3.15 3.12-3.16 3.06 3.06-3.13
dissulfeto de carbono 3.60 3.57 3.51 3.57
2-metiltiofeno 9.33-9.34 9.33 - 9.27
3-metiltiofeno 9.35-9.37 9.35 - -
2-etiltiofeno 11.72 - - 11.83
3-etiltiofeno 11.85 11.88 11.69-11.85 11.78-11.81
benzonitrila** 15.35 15.39 15.45 15.34
benzilisotiocianato 19.99 19.87 20.93 -
benziltiocianato 27.87 27.87 27.94 27.83
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RESÍDUOS DE DITIOCARBAMATO EM MAMÃO EXPRESSOS EM CS2 (mg kg-1), APÓS APLICAÇÕES
DE MANZATE®
Cultivar 0 DAT 3 DAT 7 DAT 14 DAT
Homog. picado homog. picado homog. picado homog. picado
Golden
2.3+0.8 1.7+0.5 2.2+1.3 1.4+0.6 1.9+0.7 1.0+0.4 1.4+0.4 1.1+0.4
4.7+1.1 3.7+1.3 2.0+0.9 1.7+1.2 3.8+1.3 3.4+3.4 2.0+0.4 4.4+5.5
2.7+0.8 1.8+0.5 1.3+0.3 1.0+0.6 0.8+0.3 0.6+0.1 0.5+0.2 0.5+0.1
3.5+0.9 4.6+1.3 3.0+0.5 3.6+1.5 2.4+0.8 2.8+1.4 1.7+0.8 2.0+1.1
Tainung 1.0+0.6 0.9+0.7 1.8+0,1 0.9+0.4 1.5+0.3 1.6+1.5 1.0+0,2 2.3+3.3
Sunrise 5.1+2.0 4.9+1.0 2.8+1.1 3.5+1.1 2.8+0.6 2.9+0.6 1.6+0.6 1.3+0.5
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DISCRIMINAÇÃO ENTRE CS2 ENDÓGENO E RESÍDUOS VERDADEIROS DE DITIOCARBAMATO
Estabelecida uma função de classificação que melhor discriminasse entre as amostras que receberam e que não receberam tratamento com o fungicida.
A função de classificação foi obtida pelo uso conjunto das distribuições da probabilidade empírica acumulada das amostras tratadas e não tratadas com ditiocarbamato.
A qualidade dessa função de classificação foi avaliada através de uma matriz de erro e com a estatística (“KHAT”).
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DISCRIMINAÇÃO ENTRE CS2 ENDÓGENO E RESÍDUOS VERDADEIROS DE DITIOCARBAMATO
Mamão tratado com ditiocarbamato buscar um valor de corte, acima do qual estaria a maioria dos resultados
Mamão controlebuscar um valor de corte, acima do qual estaria a minoria dos resultados
Para encontrar o melhor valor de corte, ambas as restrições devem ser atendidas simultaneamente.
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DISCRIMINAÇÃO ENTRE CS2 ENDÓGENO E RESÍDUOS VERDADEIROS DE DITIOCARBAMATO
Do nosso conjunto de dados o valor da concentração de CS2 que atende essas restrições está entre 0.34 e 0.39 mg kg-1 de CS2.
Nós adotamos o valor central de 0.365 mg kg-1
= 0,98873
^
k
EFEITO DO TRATAMENTO COM AGROQUÍMICOS SULFURADOS NA CONCENTRAÇÃO DE CS2 - MAMÃO GOLDEN E SUNRISE SOLO
CS2 levels in papaya cultivar Golden
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 5 10 15 20
Days after treatment
CS
2 co
nce
ntr
atio
n m
g k
g-1
sulfocal treatment soil fertilization control
CS2 levels in papaya cultivar Sunrise solo
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 5 10 15 20
Days after treatment C
S2
con
cen
trat
ion
mg
kg
-1
sulfocal treatment soil fertilization control
A B
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DISCRIMINAÇÃO ENTRE CS2 ENDÓGENO E RESÍDUOS VERDADEIROS DE DITIOCARBAMATO
Inclusão de dados do tratamento do mamão com sulfocal
= 0.8944
O valor de corte é razoavelmente adequado, porém haverá um numero de falso positivo
^
k
Carica papaya L.
• gera CS2 a partir de compostos endógenos
• considerado o método de partição em isooctano, para valores <0.36 mg kg-1 as concentrações de CS2 podem ser confundidas como sendo resíduos de ditiocarbamatos.
CONCLUSÃO
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